[发明专利]固支梁T型结直接加热式微波信号检测仪器

权利要求书

1.一种固支梁T型结直接加热式微波信号检测仪器，其特征在于该微波信号检测仪器的传感器部分由六端口固支梁耦合器（1），通道选择开关（2），微波频率检测器（3），微波相位检测器（4），第二直接加热式微波功率传感器（5-2）和第三直接加热式微波功率传感器（5-3）级联构成；其中，六端口固支梁耦合器（1）的第一端口（1-1）到第三端口（1-3）、第四端口（1-4）以及第一端口（1-1）到第五端口（1-5）、第六端口（1-6）的功率耦合度相同，待测信号经第一端口（1-1）输入，并由第二端口（1-2）输出到第一直接加热式微波功率传感器（5-1），由第四端口（1-4）和第六端口（1-6）输出到微波相位检测器（4）的第一T型结功率合成器（6-1）和第二T型结功率合成器（6-2），并由第一T型结功率合成器（6-1）和第二T型结功率合成器（6-2）分别接第四直接加热式微波功率传感器（5-4）和第五直接加热式微波功率传感器（5-5），参考信号经T型结功率分配器(7)分成两路功率和相位相同的信号与第四端口(1-4)和第六端口(1-6)的两路待测信号经第一T型结功率合成器(6-1)和第二T型结功率合成器(6-2)进行功率合成；由第三端口（1-3）和第五端口（1-5）输出到通道选择开关（2）；通道选择开关（2）的第七端口（2-1）和第八端口（2-2）分别接第二直接加热式微波功率传感器（5-2）和第三直接加热式微波功率传感器（5-3），通道选择开关（2）的第九端口（2-3）和第十端口（2-4）接微波频率检测器（3）的第三T型结功率合成器（6-3），并第三T型结功率合成器（6-3）接第六直接加热式微波功率传感器（5-6），在每个直接加热式微波功率传感器之后都连接着模数转换模块，然后将这些模数转换得到的数字信号都接入MCS51单片机进行公式计算，最后通过液晶显示屏显示输出频率、相位和功率的数值大小，从而实现了对微波信号功率、相位、频率的检测；

其中，六端口固支梁耦合器（1）由共面波导（10），介质层（12），空气层（15）和横跨在其上方固支梁（13）构成；共面波导（10）制作在SiO₂层（9）上，固支梁（13）的锚区（11）制作在共面波导（10）上，固支梁（13）的下方沉积有介质层（12），并与空气层（15）、固支梁（13）共同构成耦合电容结构，两个固支梁（13）之间的共面波导（10）长度为λ/4。

2.如权利要求1中所述的固支梁T型结直接加热式微波信号检测仪器，其特征在于通道选择开关（2）由共面波导（10），锚区（11），介质层（12），悬臂梁（14），下拉电极（26）构成；悬臂梁（14）的锚区（11）制作在共面波导（10）上，悬臂梁（14）的下方制作下拉电极（26），并与下拉电极（26）上方介质层（12）共同构成开关结构；通道选择开关（2）的悬臂梁（14）接地，下拉电极（26）接驱动电压；当驱动电压大于等于开启电压时悬臂梁（14）被拉下，通道被选通。

3.如权利要求1所述的固支梁T型结直接加热式微波信号检测仪器，其特征在于直接加热式微波功传感器由Si衬底（8），SiO₂层（9），共面波导（10），半导体臂（19），金属臂（20），终端电阻（25）构成；微波功率从输入端口输入，通过共面波导（10）输入到终端电阻（25）被转化成热量；半导体臂（19）和金属臂（20）构成热电偶，根据Seebeck效应，通过测量输出电极（18）的热电势可知输入微波功率大小。